Селфи девушки-геймера
Ремонт ноутбука Dell Precision 7530. Думал, будет хардкор, но оказалось средненько
Привет Пикабу!
Вот такой агрегат (с не легкой судьбой) попал к нам в ремонт еще в декабре. Не сказать, что часто встречается. Штучка для профи. Но в игрушки особо не поиграешь, т.к. тут графика nVidia Quadro.
Видосик, по традиции, в конце поста. Там менее информативно, но более наглядно.
Предыстория ноутбука. Довольно длинная и имеет косвенное отношение к данному ремонту (можно пропустить).
Пришел, значит, данный ноутбук с жалобой: не включается.
Посмотрели. Реагирует на деформацию материнки в самом узком месте.
Все компоненты в этой области были пропаяны и отреболлены. Не помогло. Пришли к выводу, что где-то внутри платы межслойный обрыв. А учитывая, что мамка устанавливается в корпус и извлекается из него "со скрипом", то не удивительно, что ее могли повредить при выполнении этих действий. В таком случае ремонт, а точнее его попытка, крайне сомнительное мероприятие.
Ок. Но у клиента была еще одна плата, которую он заказал для замены. Но и она оказалась дефективной. Разбираемся с ней.
Нашли незначительную проблему по питанию видеокарты. Восстановили.
И вроде как все заработало. Но при тестах экран ноутбука гаснет и вертушки на макс обороты выходят. И опять же, реагирует плата на деформацию, но уже где-то между процессором и слотами ОЗУ. Если определенным образом изогнуть плату, то все в порядке - тесты крутятся.
В общем, у нее отваливаются каналы оперативной памяти. К слову, тут 4 слота, по 2 на каждый канал. И вот, то один отваливается, то второй.
Пропаяли слоты - без результата.
Думали на отвал проца. Отреболлили - без результата.
Пересадили проц с первой платы - без результата.
Ну что жжж... Никак снова трещина. Фантастика. Ни разу за всю практику не встречалось такого совпадения. Но напомню, плата устанавливается и извлекается не так просто... Так что, возможно это и есть причина всех бед. К тому же, я уже подробно писал про процент не рабочих или не совсем рабочих материнских плат от различных китайцев. По нашей статистике: ~70% с косяками. А это статистика из пары-тройки сотен плат. Поэтому, берем платы только у местных поставщиков, с гарантией и беспроблемным возвратом/обменом.
Сообщили клиенту. Он решил заказать еще одну мать. Ок. Ждем...
Теперь к ремонту.
Получил клиент очередную плату и теперь она у нас.
Установили. Помазали то, что должно быть помазано. Тестируем. Все хорошо.
Вот только видеокарта (она тут полноценная - отдельная плата) отсутствует, в принципе. Ее просто нет. Ни в Винде, ни в Линуксе.
Квадрик отсутствует полностью =(
А видеокарту мы уже тестировали ранее в разных тестах на аналогичном ноутбуке. Она в полном порядке - без сомнений.
Что, опять мамка косячная? Ага, именно так! Но тут уже была надежда даже межслой починить. К чему я и был настроен.
Но все оказалось банальнее. Об этом и пост. Если бы погадал заранее, то и не снимал бы видос и не писал бы это все. Просто карты гадальные поломались, дали трещину. Но чтоб материалу не пропадать - пусть будет видос (в конце) и пост.
Питание видеокарты идет с мамки. Подключается отдельным шлейфом. На карту должно приходить 19 В. Но у нас по нулям:
К слову, видеокарта тут не привычная. Она подключается к материнке при помощи трех шлейфов, а не вставляется в слот.
Где же питание графики? Давайте разбираться...
19 В подается на видеокарту после открытия одного мосфета. Соответственно, на него должны приходить 19 В, чтобы он открывшись, пропустил питание на видеокарту. Замеряем вход мосфета:
19 В есть. А на выходе - 0. То есть, мосфет не открывается. Почему?
Смотрим, приходит ли управляющий затвором сигнал и откуда он идет.
А он идет с еще одного транзистора, уже трехногого. И между двумя его ногами распаян резистор:
Замеряем сопротивление резистора:
А у нас тут почти по нулям. Может так и надо? Да не, замыкать ноги транзистора в ноль - это не по понятиям.
Вопрос усложняется тем, что нет схемы на эту плату. И какой номинал у этого резистора мы не знаем. С виду же они все одинаковые... Но у нас есть мамка-донор, и даже две, и даже условно рабочие по этой части. Замерим что там...
А тут у нас 100 К. Вот это похоже на то, что должно быть.
Вот и лайтовый ремонт, подумал я и снял транзюк и резюк.
Но на них все в порядке. Транзюк в бесконечности, а резюк показал 100 К.
Но вот контакты на плате все еще продолжают мне показывать КоЗу...
Так откуда же идет дереза? Взял я плату-донор и начал ее щупать полностью.
И знаете... даже через 1.5 часа был совсем не удовлетворен, а даже наоборот...
Я прошелся по всем контактам, которые хоть как-то относятся к питанию. Сначала делал это оплеткой, по классическому методу, а потом, не поверив в результат, протыкал все контакты своим красным щупом. И аналогично оплетке, ничего не выщупал.
Пора снова повышать градус, подумал я, и взял в руку фен. Затем посмотрел на мультик и снял его.
И единственное место на мамке, куда приходит (а вернее, откуда) сигнал - это контакт под мультом. Вот он, в четвертом ряду:
И эта точка не в КЗ.
Так что же это получается? Мульт сдох по одной из посредственных для него линий? Да никогда такого не было...
Можете возразить... Типа, управление такими сигналами осуществляется ШИМами и Мультом, чего бы с них не начать?
А я даже не знаю что вам ответить на это =)
Я понимаю всё такое, но не терял надежду, вот и всё )
А еще, я больше всего ненавижу реболлить...
Скорее всего, предполагаю 2 варианта:
1. Попал какой-то мусор токопроводящий и замкнул контакты. К примеру, шарик припоя. Но не мог же он до четвертого ряда докатиться. Такие непослушные шарики, обычно, первый ряд останавливает;
2. Мульт уже снимали и замкнули соседние шарики при запайке. Но я прозвонил все соседние контакты и нигде нет минуса - всё вокруг сигнальные линии. Хоть Datasheet не смотри...
Чтобы проверить предположения нужно снять мультиконтроллер с рабочей (последней) материнки. Иначе мы ничего толком не узнаем...
Снимаем мульт:
И прозваниваем наш любимый контакт.
Тут под микроскопом
И я вижу бесконечность... Сопротивление отсутствует. Совсем.
Видно, что мульт ранее не снимали, стоит с завода. Мусора никакого нет. Я специально снимал его без флюса. Если бы что-то попало, было бы видно.
Да ладно... Просто мульт отъехал? Тогда зачем я все это снимал и пишу теперь? Я же думал, что будет КЗ в плате и даже придумал где просверлить плату и как ее обойти. Не повезло. Ну может кому интересно... =)
Взял я уже снятого, с донорской платы мульта. И начал искать трафарет. Из 4 универсальных и 2 очень похожих (от других мультов), ни один не подошел по "шагу" (расстоянию между шарами). Пришлось рукой катать шары. Чуть больше полу часа и шарики в лузах:
Картинки из видео. Некоторые не очень. Отдельно фото не делал - ленивый очень.
Зачищаю посадочное место на рабочей плате:
И сажаю мультик:
Возвращаю на место транзюк и резюк:
Смываем флюс.
Замеряем сопротивление - 100 К.
Включаем и замеряем напряжение - 19 В.
Запускаем...
Проверяем...
Тестируем...
Все в норме.
Ремонт окончен.
Видео, как и обещал. Снимаю на телефон, одной рукой (вторая шары катает), времени нет для полноценной съемки на 3 камеры и монтажа. Кратно больше времени занимает.
Извиняйте, пожалуйста )
Если на Пикабу не работает (это бывает в течении пары часов после публикации поста), то вот ссылка: https://youtu.be/9x7EZ7gC6R0?si=LeOzL3TyC17V8icR
На этом закругляюсь.
Если зашло, ставьте плюс класс.
Спасибо всем за внимание! Удачных ремонтов и честных мастеров!
-----------------------------------------
Промышляю в Москве, на Комсомольской.
Технику в ремонт принимаю из других локаций, но не дальше чем с Луны.
Если есть вопросы не публичного характера, отвечу в ВК:
https://vk.com/dmitry_okorokov
или в Телеге @INERTICO и WhatsApp 89645505522 (ТОЛЬКО ЧАТ)
e-mail: inertico@mail.ru
Ну и буду рад оценке поста в комментариях.
В Питере шаверма и мосты, в Казани эчпочмаки и казан. А что в других городах?
Мы постарались сделать каждый город, с которого начинается еженедельный заед в нашей новой игре, по-настоящему уникальным. Оценить можно на странице совместной игры Torero и Пикабу.
Реклама АО «Кордиант», ИНН 7601001509
OEM компьютер AntexGate
Наконец новый промышленный компьютер на базе процессора broadcom, который полностью совместим с софтом для raspberry можно взять на тест бесплатно. Производство РФ.
Запрос образца на тест в свободной форме.
Особенности устройства:
Интерфейс Etnernet 100Mb — 1шт;
Интерфейс Etnernet 1Gb — 1шт;
Интерфейс CAN-BUS – 1шт;
Интерфейс RS485 ISOLATED– 2шт;
Интерфейс RS232 – 1шт;
Интерфейс 1Wire – 1шт;
Интерфейс USB – 2шт;
Дискретные входы оптопара- 4шт;
Релейные выходы – 2шт;
Выход оптопара – 1шт;
Разъем HDMI;
Разъем для подключения GSM-антенны;
Разъем для подключения WiFi-антенны;
Разъем m.2 – 1шт Для диска NVMe SSD
Разъем mPCIe – 1шт (Lora; WiFi; 3G/LTE; NB-IOT; Zigbee; Z-Wave):
Рабочая температура: -25°C… +80°C.
Потребляемая мощность Питание: клеммы DC 12-48В; Passive Poe AC/DC 12-48В; Мощность: 1.56-5.8 Вт в зависимости от конфигурации.
Системные характеристики
Процессор: BCM2711 на базе Raspberry Pi CM4; ЦПУ: 4-ядерный Cortex-A72 (ARM v8) 64-bit SoC @ 1.5GHz Flash: 8/16/32GB eMMC. RAM: 1/2/4/8GB
Поддерживаемые протоколы
ModBus;
Dmx 512,
MQTT,
Profinet;
LoRaWAN;
CAN;
OPC UA
и другое.
Поддерживаемых платформы и ПО
NodeRed;
OpenHab;
CoDeSys;
MasterSCADA 4D;
Home Assistant;
iRidiumMobile;
Совместимый софт с raspberry pi4
Поддерживаемые веб-сервисы
ApacheHTTP;
NGINX.
Операционная система
Linux,
Ubuntu,
Debian,
Astra Linux,
OpenWrt
Проблема с DualSense
Здравствуйте , подскажите пожалуйста, кто разбирается. Купил неделю назад PS5, через три дня появилась проблема , при нажатии курка R2 появляется странный звук. Так и должно быть? Или это брак изделия?
Глобальный рынок ПЛК – объем, тенденции и прогноз на 2024-2029 годы
Рынок аппаратных средств автоматизации постоянно растет и в этой связи представляют интерес данные по объему и тенденциям рынка программируемых логических контроллеров (ПЛК), опубликованных в отчете аналитического агентства Mordor Intelligence.
Объем рынка ПЛК
Объем рынка ПЛК оценивается в $12,83 млрд в 2024 году и, как ожидается, достигнет $15,07 млрд к 2029 году при среднегодовом темпе роста в 4,23%.
Факторы, влияющие на рост рынка ПЛК
Простои оборудования существенно снижают эффективность производства – на их долю приходится от 5 до 20% всех потерь. Применение ПЛК позволяет выявлять и исправлять ошибки техпроцессов и обеспечить быструю реакцию по устранению простоев даже без вмешательства человека, что в итоге гарантирует устойчивое развитие рынка ПЛК.
Предприятия давно осознали надежность процессов с использованием контроллеров и долгосрочную прибыль, которые можно извлечь, используя АСУТП. Контроллеры помогают управлять роботизированными устройствами на сборочных линиях, в упаковке и любых других операциях, требующих надежного соблюдения алгоритмов, простого программирования и диагностики ошибок. Масштабируемость, больший объем памяти, малые размеры, скоростной (гигабитный) Ethernet и беспроводная связь входят в число возможностей ПЛК, которая позволяет им оставаться лучшим выбором для приложений промышленной автоматизации. Таким образом растущее проникновение автоматизации в промышленном секторе будет и дальше способствовать росту рынка ПЛК.
Из-за запроса потребителей в персонализированных продуктах, отрасли переходят от модели массового производства к индивидуальному. ПЛК традиционно широко используются в процессах, которые редко меняются. Однако растущая потребность предприятий в подстройке своих продуктов к запросам конечных потребителей сделала производственные процессы более сложными и приводит к частой перенастройке оборудования. Всё это побуждает производителей инвестировать и внедрять более гибкие системы, такие как контроллеры на базе ПК и облачных технологий, а не применение традиционных ПЛК, что затрудняет рост данного рынка.
Макроэкономические и политические факторы, региональные войны и конфликты играют решающую роль в изменениях темпа роста промышленности, поскольку они влияют на объем инвестиций и возможности по расширению промышленного сектора. В этой связи рынок ПЛК существенно зависит от геополитического состояния того или иного региона.
Тенденции рынка ПЛК
Ожидается, что автомобильная промышленность станет самой быстрорастущей отраслью для пользователей ПЛК.
Исторически ПЛК использовались в качестве замены реле в автомобилестроении и позволили заводам работать быстрее и надежнее. Автоматизированные процессы уменьшили возникновение узких мест, что снизило эксплуатационные расходы и продолжительность производственных процессов.
В мире растет спрос на автомобили – по данным Scotiabank, мировые продажи автомобилей вышли на отметку 69,9 миллионов в 2023 году и, как ожидается, в ближайшие годы будут еще больше.
Автомобильные компании интегрируют всё более новые технологии для повышения производительности. Например, компания ATS Applied Tech Systems Ltd разработала систему отслеживания качества подушек безопасности с использованием ПЛК InTrack, InTouch и GE-Fanuc с тем, чтобы гарантировать полную защиту от ошибок. Используя настройки системы при обнаружении неисправности можно отследить, как происхождение подушки безопасности, так и состояние оборудования на момент производства, причем с использованием архивов с глубиной просмотра данных за 10-летний период.
Автоматизация значительно повысила эффективность сборки. Наблюдается увеличение производства автомобилей во всем мире при одновременном сокращении затрат, что открывает в этом секторе путь к росту умных заводов. Роботы более гибкие, эффективные, точные и надежные в применении именно к этой отрасли. В результате автомобильная промышленность остается одним из наиболее значительных потребителей ПЛК.
Ожидается, что развитие парка автономных автомобилей и постоянно растущая доля электрификации всех транспортных средств окажут существенное влияние на рост рынка автоматики, поскольку на электротранспорте обычно используется большое количество электронных блоков и блоков управления, в которых ПЛК играют решающую роль.
Мировые продажи автомобилей в 2019-2023 годах, в $ млрд
Ожидается, что в Азиатско-Тихоокеанском регионе будет наблюдаться ускоренный рост рынка ПЛК.
За последние несколько десятилетий в Азиатско-Тихоокеанском регионе виден значительный рост в различных секторах экономики, включая автомобильную отрасль, обрабатывающую промышленность и другие производства. Ожидается, что в течение прогнозируемого периода рост рынка ПЛК продолжится. Например, производственный сектор составляет значительную часть экономики Китая, которая переживает быструю трансформацию в связи с ростом в мире Интернета вещей и расширением Индустрии 4.0 в целом. Эта масштабная конверсия вывела страну на одну из лидирующих позиций на рынке ПЛК.
Индию стимулирует рост технологий роботизированной автоматизации (RPA – Robotic Process Aautomation) и искусственного интеллекта. По данным RPA Automation Anywhere, в настоящее время Индия в этом секторе является вторым по величине источником формирования доходов после США. Глобальные центры энергетических компаний, поставщики услуг и промышленные предприятия являются наиболее значимыми заказчиками индийского рынка. Сектор промышленной автоматизации Индии был преобразован за счет интеграции цифровых и физических производственных компонентов. Акцент на безотходном производстве и росте стартапов также способствовал росту рынка ПЛК.
Япония занимает наибольшую долю рынка в индустрии производства роботов. Согласно отчету международной федерации робототехники (IFR) за март 2022 года, Япония является крупнейшим в мире производителем промышленных роботов, осуществляя 45% поставок во всем мире. Ожидается, что это повысит спрос на автоматизацию и повлечет развитие ПЛК в этом регионе.
Другие страны Азиатско-Тихоокеанского региона, включая Южную Корею, Сингапур, Индонезию, Австралию, Таиланд и Малайзию, благодаря доступности сырья и более низким ценам на землю постепенно превращаются в крупные промышленные центры, создавая альтернативу Китаю. Ожидается, что эта тенденция также будет способствовать росту рынка ПЛК в данном регионе.
Совокупный среднегодовой темп роста рынка ПЛК по регионам (Market CAGR)
Производители ПЛК
Рынок программируемых логических контроллеров относительно умеренно фрагментирован, на нем присутствуют такие крупные игроки, как ABB Ltd, Mitsubishi Electric Corporation, Schneider Electric SE, Rockwell Automation Inc и Siemens AG. Данные компании используют такие стратегии, как партнерство, слияния и поглощения с тем, чтобы улучшить предложение своих продуктов и получить конкурентное преимущество.
Лидеры рынка ПЛК и концентрация производства
ABB Ltd.
Mitsubishi Electric Corporation
Schneider Electric SE
Rockwell Automation, Inc.
Siemens AG
Некоторые события, произошедшие за последние два года на рынке ПЛК
Siemens выпустила полноценный виртуальный программируемый логический контроллер – Simatic S7-1500V, который расширяет существующее портфолио Simatic в соответствии с особыми требованиями рынка, включая виртуальный хостинг вычислений ПЛК. По данным компании, Simatic S7-1500V является частью Industrial Operations X, в рамках которой производитель уделяет особое внимание интеграции в среду автоматизации ИТ возможностей и программного обеспечения.
Arduino анонсировала свой первый микро-ПЛК Opta – устройство, разработанное в сотрудничестве с Finder с учетом промышленного Интернета вещей (IIoT). Оно использует двухъядерный микроконтроллер STMicro STM32H747XI, который содержит ядро Arm Cortex-M7 и ядро Cortex-M4 с меньшим энергопотреблением, а также блок распределенных вычислений с плавающей запятой, ускоритель Chrom-ART, аппаратный ускоритель JPEG, флэш-память 2 МБ.
Omron создала ПЛК CP2E Micro для компактного оборудования с поддержкой межмашинной связи. CP2E – одно из решений для серийного производства, где важны эффективность затрат, гибкая настройка и мониторинг оборудования.
В портфолио продуктов Toshiba появились программируемые логические контроллеры, созданные в партнерстве с дистрибьютором электронных компонентов Farnell. Данное сотрудничество позволяет распространить решения Toshiba для автомобилестроения, Интернета вещей (IoT), управления движением, телекоммуникаций, сетевого оборудования, производства потребительских товаров и бытовой техники и многих других отраслей и производств.
Emerson Electric Co. объявила о выпуске программируемых контроллеров автоматизации PACSystem RSTi-EP CPE 200. Компактные PAC помогут OEM-производителям удовлетворить потребности клиентов за счет снижения требований к специалистам в области разработки ПО. Контроллеры CPE 200 предлагают все возможности ПЛК, но в небольшом и экономичном форм-факторе, готовом к использованию в сфере IIoT – таким образом производителям оборудования не придется жертвовать производительностью ради цены.
Материал подготовлен Московским заводом тепловой автоматики
Неожиданно узнали
оказывается, джойконы (контроллеры) от нинтендо свитч подходят и для ПК (ноута)!
приятный бонус!
Принцип работы ПЛК
Приводим материал Стивена Гейтса (Stephen Gates), который на страницах портала Myplctraining доходчиво рассказал о принципах работы программируемых логических контроллеров. Благодарим за популяризацию темы автоматизации в целом и ПЛК, в частности и знакомим вас с переводом статьи.
Введение
Программируемые логические контроллеры (ПЛК) – это небольшие промышленные компьютеры с модульными компонентами, предназначенные для автоматизации процессов управления. ПЛК часто используются на заводах и иных объектах для управления двигателями, насосами, освещением, вентиляторами, автоматическими выключателями и другим оборудованием.
История ПЛК
Промышленная автоматизация началась задолго до появления ПЛК. В первой половине XX века автоматизация обычно осуществлялась с использованием сложных электромеханических релейных схем. Однако количество реле и проводов, и соответственно занимаемого ими места было слишком большим. Например, для автоматизации даже простого производственного процесса могут потребоваться тысячи реле! А если в логической схеме нужно было что-то изменить, то это вызывало серьезные проблемы.
Примечание. На базовом уровне электромеханические реле функционируют путем магнитного размыкания или замыкания электрических контактов при подаче напряжения на катушку реле. Эти устройства не вышли из обихода и до сих пор играют важную роль в промышленной автоматизации.
В 1968 году появился первый программируемый логический контроллер, который на промышленных предприятиях заменил сложные релейные схемы. ПЛК был разработан таким образом, чтобы его могли легко программировать инженеры и технические специалисты, уже знакомые с логикой реле и схемами управления. Поэтому с самого начала ПЛК можно было программировать с использованием релейной логики, которая была разработана для имитации схем цепей управления. Релейная логика или лестничные диаграммы выглядят как схемы управления, в которых поток энергии течет слева направо через закрытые контакты для подачи питания на катушку реле.
Пример языка релейной логики – LD (Ladder diagram)
Как видите, релейная логика выглядит как простая схема управления, где источники входного сигнала, такие как переключатели, кнопки, датчики и т. д., показаны слева, а источники вывода – справа. Возможность программирования сложных автоматизированных процессов с помощью интуитивно понятного интерфейса, такого как релейная логика, значительно упростила переход от релейной логики к ПЛК. И хотя первые ПЛК были очень ограничены в возможностях, в объеме памяти и скорости, с годами они значительно улучшили свои характеристики. В результате ПЛК помогли упростить проектирование и внедрение промышленной автоматизации.
Как работают ПЛК?
ПЛК можно охарактеризовать как небольшие промышленные компьютеры с модульными компонентами, предназначенными для автоматизации процессов управления. Контроллеры присутствуют практически во всей современной промышленной автоматизации. ПЛК состоит из множества компонентов, но большинство из них можно отнести к следующим трем укрупненным категориям:
Процессор
Входы
Выходы
Попробуем описать функцию ПЛК простыми словами. ПЛК принимает входные данные, выполняет логические операции на основе входных значений ЦП (центральный процессор), а затем включает или выключает выходы на основе этой логики. Позже мы углубимся в подробности, а сейчас подумайте об этом так:
ЦП контролирует состояние входов (например, включение, выключение датчика приближения, открытия клапана на 40 % и т. д.).
ЦП принимает информацию, которую он получает от входов и выполняет логические операции.
ЦП устанавливает значения выходов (например, выключение двигателя, открытие клапана и т. д.).
Блок-схема функций ПЛК
Процессор (ЦП), входы и выходы – эти три компонента работают вместе с тем, чтобы принимать входные данные, выполнять логику на входах, а затем активировать/деактивировать выходы.
Воспользуемся примером с тем, чтобы проиллюстрировать, как работают ПЛК. Рассмотрим работу посудомоечных машин, которые оснащены микропроцессорами, аналогичными ПЛК. У посудомоечной машины есть входы, выходы и, конечно же, процессор. Входами контроллера посудомоечной машины могут быть кнопки на передней панели, датчики воды и выключатель загрузочной дверцы. Выходы посудомоечной машины – это водяные клапаны, нагревательные элементы и насосы. Как посудомоечная машина использует эти компоненты:
Пользователь нажимает кнопку режима цикла (вход обнаружен)
Пользователь нажимает кнопку запуска (обнаружен ввод)
ЦП проверяет, что дверь закрыта (вход обнаружен)
Заливной клапан открывается, и посудомоечная машина начинает наполняться водой (выход активирован).
ЦП ждет, пока не будет достигнут нужный уровень воды (вход обнаружен)
Заполняющий клапан закрывается, и поток воды прекращается (выход активирован/деактивирован)
Нагревательный элемент включен (выход активирован)
ЦП ждет, пока не будет достигнута требуемая температура воды (вход обнаружен)
Дозатор мыла открывается (выход активирован)
Водяной насос включается, чтобы нагнетать воду через форсунки (выход активирован)
ЦП начинает отсчет времени в зависимости от типа цикла (логический таймер активирован)
Водяной насос выключается (выход деактивирован)
Нагревательный элемент выключен (выход деактивирован)
Сливной клапан открывается, посудомоечная машина начинает сливать грязную воду (выход активирован).
ЦП ждет пока не обнаружит, что уровень воды достаточно низкий (вход активирован/деактивирован)
Дренажный клапан закрывается (выход активирован/деактивирован)
Заправочный клапан снова открывается для ополаскивания посуды (выход активирован)
Водяной насос включается, чтобы нагнетать воду через форсунки (выход активирован)
ЦП начинает отсчет времени (логический таймер активирован)
Водяной насос выключается (выход деактивирован)
Сливной клапан открывается, и посудомоечная машина начинает сливать воду для полоскания (выход активирован).
ЦП ждет пока не обнаружит, что уровень воды достаточно низкий (вход активирован/деактивирован)
Дренажный клапан закрывается (выход активирован/деактивирован)
Нагревательный элемент включается для нагрева воздуха внутри посудомоечной машины и сушки посуды (выход активирован)
ЦП ждет пока не будет достигнута необходимая внутренняя температура (вход активирован)
ЦП начинает отсчет времени (логический таймер активирован)
Нагревательный элемент выключен (выход активирован/деактивирован)
Схема управления посудомоечной машиной
Дискретный и аналоговый ввод/вывод
Входы и выходы часто обозначаются термином «I/O». В приведенном выше примере с посудомоечной машиной мы рассматривали каждый вход и выход как дискретный или цифровой сигнал.
Дискретные сигналы – это сигналы, которые могут характеризовать только состояние включено или выключено. Это самый простой и распространенный тип ввода-вывода. В нашем примере мы не использовали аналоговый ввод-вывод. Хотя в системе управления посудомоечной машиной может использоваться аналоговый ввод-вывод. Пример: при использовании аналоговых сигналов вместо включения/выключения или открытия/закрытия вы можете оперировать такими данными, как 0 – 100 %, 4 – 20 мА, 0 – 100 градусов Цельсия или что-то еще, что вы измеряете и берете в качестве входного сигнала и управляющего сигнала – в качестве выходного сигнала.
Процессор ПЛК – логика
ЦП является домом для логики ПЛК, памяти и коммуникаций. ЦП – это место, где хранится созданная разработчиком программа автоматизации.
На примере посудомоечной машины мы рассмотрели, как может выглядеть логика программы. Она обнаруживает различные состояния входа и активирует/деактивирует действия выхода. Логику ЦП ПЛК можно также сравнить с мозгом, который принимает входные сигналы (зрение, ощущение, обоняние, вкус, звук) и производит выходные действия (идти, тянуть, брать, говорить и т. д.).
Примечание. Традиционно ПЛК программируются исключительно с использованием релейной логики (LD). Большинство новых программируемых контроллеров автоматизации – PAC (описание ПАК дано чуть ниже) также позволяют программировать на других языках, таких как структурированный текст (ST), последовательная функциональная схема (SFC), функциональная блок-схема (FBD) и список инструкций (IL). Международная электротехническая комиссия (IEC) включила эти пять языков программирования в стандарт IEC 61131-3.
Память ПЛК
Память процессора обычно находится в ЦП, и в ней временно или постоянно хранятся данные и программы ПЛК. Это похоже на память компьютера (ОЗУ или ПЗУ).
Коммуникации ПЛК
Связь, осуществляемая центральным процессором, обычно включает в себя одно или несколько действий:
Связь через последовательный порт или порт USB модуля ЦП с компьютером программиста;
Связь с модулями ввода-вывода (I/O) через объединительную плату шасси;
Связь с другими ПЛК и другими устройствами промышленной автоматизации через Ethernet и другие типы сетей.
Продолжая аналогию с человеческим мозгом, связь ПЛК можно сравнить связью мозга с различными частями тела (глазами, носом, руками, ноги и т. д.) и общение с другими людьми. Давайте воспользуемся примером. Логика нашего мозга может выглядеть примерно так:
Мозг получает от глаз информацию о том, что, допустим на полу лежит мешающая проходу коробка.
Мозг принимает логические решения относительно того, почему коробку следует взять в руки и переместить.
Мозг приказывает ногам согнуться, рукам – дотянуться, взять коробку и убрать ее с дороги.
Хотя человеческий мозг намного сложнее, мощнее и гибче, чем ПЛК, тем не менее можно увидеть сходство между ПЛК и системой управления человека. Обратите внимание, как ПЛК можно запрограммировать для работы с механическим оборудованием для выполнения многих задач, которые в противном случае пришлось бы выполнять людям вручную.
Ввод-вывод ПЛК
Ввод-вывод – это часть ПЛК, которая соединяет мозг (ЦП), с внешним миром, механизмами и машинами. В системе ПЛК обычно имеются выделенные модули для входов и модули для выходов. Модуль входа определяет состояние входных сигналов, таких как кнопки, переключатели, датчики температуры и т. д. Модуль вывода управляет такими устройствами, как реле, пускатели двигателей, освещение и т. д.
Дискретный ввод/вывод
Наиболее распространенным типом ввода-вывода ПЛК является дискретный ввод-вывод. Иногда дискретный ввод-вывод называют цифровым вводом-выводом. Концепция проста: дискретный ввод-вывод – это сигналы, которые либо включены, либо выключены. Некоторыми примерами устройств дискретного ввода могут быть такие вещи, как выключатели света, кнопки и бесконтактные переключатели.
Примерами устройств дискретного вывода являются фонари, реле и пускатели двигателей. В нашем примере с посудомоечной машиной некоторые из дискретных входов – это кнопка запуска, выключатель дверцы и переключатель уровня воды. Некоторыми из дискретных выходов могут быть клапан наполнения воды, клапан слива воды и нагревательный элемент.
Примерами дискретных входов для ПЛК могут быть разомкнутые или замкнутые автоматические выключатели, генераторы, датчик положения конвейерной ленты или датчик уровня воды в резервуаре. Дискретные выходы могут отвечать за включение или размыкание автоматических выключателей, запуск или остановку генераторов, открытие или закрытие водяных клапанов или включение и выключение сигнальных ламп.
Дискретный ввод-вывод всегда либо включен, либо выключен. Между ними нет никакого промежутка. Благодаря этому дискретные сигналы легко обрабатывать на компьютере или ПЛК. Другие способы описания дискретного сигнала: он либо истинен, либо ложен, 1 или 0, открыт или закрыт.
Аналоговый ввод/вывод
Другой распространенной формой ввода-вывода ПЛК является аналоговый ввод-вывод. Например, аналоговый сигнал может создавать напряжение в диапазоне 0 – 10 В постоянного тока, допустим 2, 3 или 8,25 вольт. В мире ПЛК модули аналогового ввода обычно измеряют аналоговые входы в одном из следующих диапазонов: от -10 до 10 В постоянного тока, 0 – 10 В постоянного тока, от 1 до 5 В постоянного тока, 0 – 1 мА или 4 – 20 мА. По сути, модуль аналогового ввода измеряет либо напряжение, либо ток. Существуют и другие типы аналоговых сигналов, но перечисленные выше, безусловно, наиболее распространены.
Аналоговый сигнал, с которым большинство из нас знакомо – это регулятор освещенности. Когда вы поворачиваете регулятор или ползунок диммера, свет становится либо ярче, либо тусклее. Так же и аналоговый входной сигнал в ПЛК может увеличиваться или уменьшаться с очень небольшими приращениями, и ПЛК схожим образом формирует аналоговый выходной сигнал.
Реальные примеры аналоговых входов в промышленной среде: датчики температуры двигателя (RTD, термопары и т. д.), датчики давления масла, весы. Датчик температуры может, например, работать в диапазоне температур от -50 до 150 градусов Цельсия, что соответствует току 4 – 20 мА. Весы могут работать в диапазоне от 0 до 500 кг, соответствующий напряжению от 0 до 10 В. И так далее. Аналоговые выходы можно использовать для управления выходной мощностью генератора, положением стрелки аналогового измерителя давления и многого другого. Аналоговый выход 0 – 3 В постоянного тока можно использовать для управления генератором мощностью 0 – 2000 кВт, а аналоговый выход 4 – 20 мА – для управления датчиком температуры от -30 до 100 градусов Цельсия.
ПЛК и ПАК
Вероятно, вы слышали о программируемом контроллере автоматизации – ПАК (Programmable Automation Controller – PAC). Этот термин был впервые придуман исследовательской фирмой ARC в 2001 году, чтобы отличить обычные ПЛК (programmable logic controller – PLC) от появившихся на рынке новых, более мощных и гибких контроллеров. Существуют разногласия по поводу различий в определениях между PAC и PLC, и часто эти термины используются в отрасли как синонимы и взаимозаменяемые. PAC вероятно являются лучшим выбором, если только система не очень проста и минимизация стоимости проекта не является жизненно важной. Современный пользовательский интерфейс, дополнительная мощность и память большинства PAC делают их превосходящими большинство ПЛК.
Промышленные коммуникации
Необходимо рассказать также и о данных ввода-вывода, которые можно передавать или получать от других контроллеров и устройств через промышленные протоколы связи. Существует множество протоколов промышленной связи: Modbus, DNP, BACnet, ControlNet, EtherNet/IP и многие другие. Одним из старейших протоколов промышленной связи является Modbus. Modbus до сих пор широко используется во многих устройствах и ПЛК из-за своей простоты и широкого распространения.
Modbus – это протокол типа «главный-подчиненный», в котором одно устройство является главным, а все остальные устройства в сети Modbus – подчиненными. Ведущее устройство Modbus может считывать данные с устройства или записывать на него в зависимости от возможностей ведомого устройства.
Как это связано с вводом-выводом ПЛК? Многие устройства, такие как ПЛК, цифровые счетчики, системы SCADA, частотно-регулируемые приводы и контроллеры генераторных установок, были разработаны с внутренней картой данных точек входа и выхода. Разработчик устройства решает, как распределяются данные. Например, данные Modbus поступают в систему ПЛК/ПАК с измерителей мощности с тем, чтобы узнать мощность в киловаттах, напряжение, силу тока и т. д. в цепи или генераторе. В этом случае ПЛК действует как ведущее устройство Modbus, а измеритель мощности – ведомое. Каждый производитель устройства упорядочивает данные в карте Modbus своего устройства по-разному, но протокол связи остается тем же.
Ведущие устройства также могут записывать данные на ведомые устройства. Например, ПЛК можно настроить как ведущее устройство Modbus, которое записывает данные для запуска, остановки или изменения скорости частотно-регулируемого привода (ЧРП).
Таким образом вы можете не только подключать входы и выходы к вашему ПЛК, но также считывать входные данные и записывать выходные данные на устройства через Modbus и другие протоколы промышленной связи. Эта универсальность позволяет большинству ПЛК/ПАК взаимодействовать практически с любым устройством в промышленной среде.
Релейная логика ПЛК
Программирование ПЛК отличается от обычного компьютерного программирования, хотя бы потому, что для автоматизации промышленного оборудования в ПЛК используется язык графического программирования под названием Ladder Logic. Этот же раздел посвящен программированию ПЛК с помощью релейной логики.
Релейная логика была разработана с тем, чтобы сделать интуитивно понятным программирование ПЛК, которые заменили большую часть аппаратной релейной логики, используемой в промышленных средах. Логика управления реле отображалась на рисунках, обычно называемых релейными или «лестничными» диаграммами.
Следует отметить, что, поскольку ПАК (PAC) включает в себя другие языки, такие как ST, FBD, SFC и IL, релейная логика – не единственный язык, который люди используют для ПЛК. Тем не менее, он по-прежнему довольно популярен. Одним из больших преимуществ релейной логики является простота устранения неполадок в логике.
Поскольку язык основан на визуальном представлении, то удается относительно легко определять, где в цепочке/схеме могут быть неточности в логике. Кроме того, благодаря своему сходству со схемами релейного управления, релейная логика дает электрикам, инженерам и техническим специалистам преимущество, заключающееся в возможности легкого перехода между программируемой релейной логикой и проводными цепными схемами.
Краткий материал с описанием "Что такое ПЛК?" опубликован в рубрике "Автоматизация" ранее, с ним вы можете ознакомиться по ссылке.